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스테인리스鋼

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세인트루이스 에 있는 높이 192m의 게이트웨이 아치 , 304係 스테인리스鋼으로 外裝을 하였다.

스테인리스鋼 (stainless鋼) 또는 스테인리스 스틸 ( 英語 : stainless steel )은 最小 10.5 [1] 或은 11%의 크롬이 들어간 鋼鐵 合金이다. [2] 大韓民國 에서는 스텐레스 또는 스텐 이라고 줄여서 부르기도 하지만, 스테인리스鋼 이 正確한 表記이다. 스테인리스鋼은 英文(Stain-less)李 뜻하는 바와 같이 綠 , 腐蝕 이 一般 鋼鐵에 비해서 적다. [3] 스테인리스鋼은 腐蝕抵抗 鋼鐵 或은 CRES 라고 불리는데, 이는 合金의 種類와 等級이 仔細하지 않으며, 部分的으론 航空機 産業때문이기도 하다. 스테인리스鋼은 壽命이 끝날 때까지 環境에 맞게 적합하게 다양한 等級과 外觀을 만들 수 있다. 普通 스테인리스鋼은 칼붙이와 時計 케이스, 밴드에 主로 使用된다.

스테인리스鋼은 크롬을 넣지 않은 炭素鋼 과 다르다. 炭素鋼은 空氣와 濕氣에 腐蝕된다. 그렇게 되면 表面의 철 酸化物이 생기게 되고, 더 많은 鐵 酸化物이 생기는 것을 더 加速化시킨다. 크롬이 들어간 스테인리스鋼 같은 境遇엔 크롬 酸化物이 表面의 腐蝕을 豫防해주고, 金屬의 全體的 構造에 腐蝕이 擴散되지 못하도록 豫防해준다.

歷史 [ 編輯 ]

몇몇 腐蝕防止鐵은 古代에도 있었다. 有名한 例論 印度 델리 에 서있는 鐵기둥으로, 400年 經에 Kumara Gupta가 세운 것이다. 스테인리스鋼과 다르지만, 이 鐵기둥은 크롬이 안 섞여있으나, 燐이 많이 들어있으며, 또한 周邊 날씨가 잘 맞아떨어져서 只今까지 살아남은 것이다.

現代 스테인리스鋼과 같은 鐵과 크롬의 組合은 프랑스 冶金學者人 피에르 베르띠에가 山에 견디면서 칼붙이로 適當한 金屬으로 提案하였다. 19世紀 야금학자들은 現代의 炭素와 크롬이 섞인 스테인리스鋼은 不可能하다고 여겼으며, 크롬 含有量이 높은 江은 너무 물러 實用的이지 못하다고 생각했다.

1890年代 後半에 獨逸의 한스 골드슈미트는 炭素 없는 크롬을 만드는 테르밋 工程을 開發해내었다. 1904~1911年 사이에 프랑스의 레온 技藝를 包含한 몇몇 硏究者들은 現代의 스테인리스鋼과 비슷한 合金을 開發하는데 힘을 쏟았다.

1908年 獨逸의 造船所인 프리드리히 크루프 게르마니아베어프트에서는 366톤級 요트人 게르마니아의 船體를 크롬니켈강으로 만들었다. [4] 1911年, Philip Monnartz는 크롬을 含有한 鋼鐵의 腐蝕耐久性에 對해 發表하였다. 1912年 10月 17日 Krupp의 엔지니어인 Benno Strauss와 Eduard Maurer는 오스테나이트 界 스테인리스鋼을 特許出願하였다. [5]

Christian Dantsizen과 Frederick Becket은 페라이트 界 스테인리스鋼을 産業化하였다. 1912年 Elwood Haynes는 마르텐사이드계 스테인리스鋼에 對해 特許出願하였다. 이 特許는 1919年까지 登錄되지 않고 있었다. [6]

또한 1912年에 英國 셰필드의 Brown-Firth 硏究所의 Harry Brearley가 腐蝕되지 않는 銃렬을 開發하다 마르텐사이트 界 스테인리스鋼을 發見 및 産業化해내었다. 이 發見은 2年後인 1915年 1月 뉴욕 타임즈 新聞記事에 나왔다. 이 스테인리스鋼은 나중에 英國의 Firth Vickers에 依해 Staybrite로 商品名이 매겨져, 1929年 Savoy 호텔의 새 入口遮陽으로 使用되었다. [7]

性質 [ 編輯 ]

地球 大氣에서 높은 酸化抵抗性과 溫度變化는 무게對比 最小 13%의 크롬을 섞음으로써 可能해졌으며, 26%以上의 크롬은 苛酷한 環境에서도 견뎌낸다. [8] 스테인리스鋼에서 크롬은 緻密하고 단단한 크롬 3街 酸化物(Cr 2 O 3 )을 만들어 鐵의 皮膜再役割을 맡고 있다. 이 層은 얇아서 눈에 透明하게 보이며, 그리고 스테인리스鋼은 光澤을 나타내게 된다. 이 皮膜재는 물과 空氣로부터 鋼鐵을 保護하며, 表面에 傷處가 생겼을 時에 빠르게 收拾한다. 이런 特徵은 알루미늄이나 티타늄과 같은 다른 金속에서도 나타난다. 그러나 이와 같은 腐蝕 耐久性은 酸素가 없는 空間에선 正反對로 돌아가는데, 代表的인 例가 龍骨의 볼트가 善哉안으로 박혀 들어가는 것이다.

스테인리스鋼 部分이 너트와 볼트로 構成되었을 때, 酸素層은 이들을 結束시킨다. 그러나, 酸素가 없을 때는 단단한 酸化物 皮膜 形成이 어려워 이 部分이 摩擦로 인해서 쓸려 나가 헐거워지게 된다. 이런 問題에 對한 解決策으로 둘을 靑銅과 스테인리스鋼같이 다른 金屬의 組合으로 만든다든가, 或은 다른 種類의 스테인리스鋼을 使用하는 方法이 있다. 例를 들어, 니트로닉 合金(Armco Inc의 登錄商標)은 이런 摩擦로 인한 損失을 줄이기 爲해 망간과 窒素를 利用해 合金을 만든다.

쓰임새 [ 編輯 ]

뉴욕의 크라이슬러 빌딩의 뾰족塔. 302係 스테인리스鋼을 덧씌웠다. [9]
스테인리스 프레임을 利用해 만든 建築物

스테인리스鋼의 腐蝕 및 綠 抵抗性, 적은 維持費, 낮은 費用, 그리고 光澤은 스테인리스鋼을 商業的으로 使用하기에 理想的인 基礎 金屬으로 만들었다. 現在 스테인리스鋼은 150個의 等級이 있으며, 그中 15個는 서로 비슷하다. 스테인리스鋼은 여럿 料理器具, 하드웨어, 手術機構, 萬年筆 닙, 産業用 材料, 그리고 自動車와 航空宇宙 構造物에 쓰이며, 큰 빌딩을 세울때 建設材料로 使用된다. 또한 貯藏 탱크와 오렌지 주스나 다른 食品을 옮길때도 스테인리스鋼을 使用하는데, 왜냐하면 스테인리스鋼은 腐蝕 耐久性이 있을뿐아니라, 項박테리아 性質도 있기 때문이다.

스테인리스鋼은 또한 寶石과 時計에 쓰인다. 여기에 쓰이는 스테인리스鋼은 316L系列이다. 이 스테인리스鋼은 寶石을 細工하는 데 使用된다.

種類 [ 編輯 ]

스테인리스鋼은 니켈 이 含有되었는지, 鐵의 오스테나이트 構造가 安定되었는지 等에 따라 여러 種類가 있다. 이런 決定構造는 스테인리스鋼을 自省에 띠지 않도록 만들며, 낮은 溫度에서 弱해지지 않도록 해준다. 또한 炭素를 집어넣으면 좀 더 傾倒와 耐久力이 높아진다. 熱處理를 하면, 스테인리스鋼은 面刀날, 칼붙이, 道具 等으로 使用할 수 있다.

많은 스테인리스鋼에는 망간이 들어있는데, 망간은 니켈보다 값이 싸면서 니켈처럼 鐵의 오스테나이트 構造를 維持시켜준다.

스테인리스鋼은 結晶 構造로 區分지을 수 있다.:

  • 오스테나이트 界 , 或은 300 시리즈 스테인리스鋼은 스테인리스鋼 市場의 70%를 차지한다. 여기엔 0.15%의 炭素, 16%以下의 크롬과, 特別히 망간이나 니켈이 들어가 鎔融點부터 낮은 溫度까지 오스테나이트 構造를 維持시킨다. 特히 18%의 크롬과 10%의 니켈이 들어간것을 18/10 스테인리스라고 부르는데, 이것들은 食器類에 使用된다. 이와 類似하게 18/0, 18/8度 使用可能하다. AL-6XN과 254SM0같은 슈퍼오스테나이트界 스테인리스鋼은 窒素와 몰리브덴 이 包含(>6%)되어 좀 더 鹽化物과 龜裂을 견디며, 그리고 높은 니켈 含量을 가진 300係와 比較하였을시에 應力에 對해 좀 더 잘 견디는대신, 價格이 비싸다..
  • 페라이트界 스테인리스鋼은 오스테나이트系보다 엔지니어링 性質이 좋으나, 낮은 크롬과 니켈含量때문에 오스테나이트系보다 耐久性은 떨어진다. 페라이트界는 一般的으로 값이 싸며, 10.5에서 27%程度의 크롬과 매우 若干 니켈을 섞는다. 몇몇 페라이트界에는 납을 섞기도 한다. 大部分 페라이트界에는 몰리브덴을 包含하며, 若干 알루미늄이나 티타늄을 包含한다. 一般的인 페라이트系의 等級에는 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, and 29Cr-4Mo-2Ni를 包含한다.
  • 마르텐사이트 界 스테인리스鋼은 다른 2個의 스테인리스鋼에 비해 腐蝕 抵抗力이 떨어지지만, 매우 단단하고 剛하며, 또한 機械加工하기 좋으며, 熱加工을 하여 더 剛해질 수 있다. 마르텐사이드계 스테인리스鋼에는 크롬(12~14%), 몰리브덴(0.2~1%), 그리고 炭素(藥 0.1~1%)가 包含된다. 마르텐사이드界는 다른 스테인리스鋼과 달리 磁性을 띤다.
  • 析出硬化 마르텐사이트 界 스테인리스鋼의 腐蝕耐久性은 오스테나이트系와 比較할 수 있으며, 甚至於 析出硬化되어 다른 마르텐사이드系보다 더 耐久力이 높다. 大部分 共通的으로 17-4PH을 使用하는데, 이는 17%의 크롬과 4%의 니켈을 뜻한다. 超强力 耐久性을 가진 이 析出硬化 마르텐사이드界는 防衛事業에서 떠오르는 別로, 새로운 프로젝트에 選擇되었다. 록히드 마틴의 F-35 라이트닝2 은 航空機 胴體에 이 系統의 Carpenter Custom 465를 使用한 最初의 戰鬪機이다.
  • 듀플렉스界 스테인리스鋼은 오스테나이트 의 微細構造와 페라이트를 50對 50으로 섞은 것으로, 商業用 合金의 境遇 各各 40代 60比率로 되어 있다. 듀플렉스界 스테인리스鋼은 오스테나이트 스테인리스鋼보다 더 耐久性이 좋으며, 구멍이나 龜裂같은 腐蝕에도 더 剛한 特徵을 가지고 있다. 듀플렉스界 스테인리스鋼은 다른 오스테나이트界보다 높은 크롬(19~28%), 그리고 몰리브덴(5%以上), 낮은 니켈含量을 보여준다. 가장 많이 쓰이는 二重 스테인리스鋼으로는 2205(22% 크롬, 5% 니켈)과 2507 (25% 크롬, 7% 니켈)이 있으며, 2507은 높은 腐蝕抵抗性으로 슈퍼듀플렉스라고 불린다. 듀플렉스界는 낮은 價格으로 슈퍼오스테나이트系와 같은 能力을 보여주어, 價格競爭力을 가지고 많은 部分에 使用되고 있다.

各州 [ 編輯 ]

  1. ↑ 《The Stainless Steel Family》 (PDF) . 2011年 7月 21日에 原本 文書 (PDF) 에서 保存된 文書 . 2009年 11月 12日에 確認함 .  
  2. ↑ “Steel Glossary” . American Iron and Steel Institute (AISI). 2008年 10月 19日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2008年 10月 21日에 確認함 .  
  3. ↑ “Why is Stainless Steel Stainless?” . 2009年 1月 26日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2008年 12月 20日에 確認함 .   .
  4. ↑ “A Proposal to Establish the Shipwreck Half Moon as a State Underwater Archaeological Preserve” (PDF) . Bureau of Archaeological Research, Division of Historical Resources, Florida Department of State. 2000年 5月. 2008年 6月 25日에 原本 文書 (PDF) 에서 保存된 文書 . 2010年 1月 25日에 確認함 .  
  5. ↑ “ThyssenKrupp Nirosta: History” . 2007年 9月 2日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2007年 8月 13日에 確認함 .  
  6. ↑ Scientific American Inventions and Discoveries , p. 380, Rodney P. Carlisle, John Wiley and Sons, 2004, ISBN   0-471-24410-4 , ISBN   978-0-471-24410-3
  7. ↑ Sheffield Steel, ISBN   0-7509-2856-5
  8. ↑ Ashby, Michael F. ; David R. H. Jones (1992) [1986]. 〈Chapter 12〉. 《Engineering Materials 2》 wi corrections版. Oxford: Pergamon Press. 119쪽. ISBN   0-08-032532-7 .  
  9. ↑ “What is Stainless Steel?” . Nickel Institute. 2005年 12月 31日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2007年 8月 13日에 確認함 .  

같이 보기 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]

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